Что такое параллакс?

Измерение звездных расстояний с помощью параллакса

Параллакс - это изменение относительного положения объекта при наблюдении с двух разных позиций.

С математической точки зрения, отношение между любыми двумя точками наблюдения и удаленным объектом можно выразить в виде так называемого угла параллакса.

So long as some of the information is known – such as an angle between the lines of sight and the distance between observations – trigonometry can be used to deduce how far away the object is.

Иллюстрация, показывающая, как угол параллакса может быть использован для измерения расстояния до звезды

Наш мозг делает это интуитивно на личном уровне; каждый из наших глаз "видит" объекты в соответствии со своей линией зрения, при этом различия в положении объектов интерпретируются нашим мозгом как перпендикулярное расстояние, или глубина.

Именно поэтому мы воспринимаем объекты, находящиеся непосредственно перед нами, как трехмерные.

Упрощенная иллюстрация параллакса. Наши глаза используют параллакс для интерпретации глубины и расстояния. (Justin Wick/Wikimedia CC BY-SA 3.0)

В более крупных масштабах углы параллакса могут описывать гораздо большие расстояния, включая расстояния между Землей и другими астрономическими телами, такими как Солнце или другие близлежащие звезды.

Как астрономы используют параллакс?

Чтобы измерить огромные расстояния, разделяющие объекты нашей внутренней Солнечной системы, например, от Земли до Солнца, ранним астрономам приходилось увеличивать разрыв между позициями наблюдателей до масштабов целых континентов, перепрыгивая с одной стороны земного шара на другую.

Столетия назад астрономы переносили свои телескопы через океаны, чтобы наблюдать за внутренними планетами, когда они затмевали Солнце. Такие пересечения планет (известные как транзиты) - редкие события, которые зависят от идеального совмещения Земли, наблюдаемой планеты и Солнца.

Во время предсказанного транзита Венеры в 1769 году наблюдатели по всему миру, от Северной Америки до России, от Европы до юга Таити, собирали данные о времени и относительных расстояниях видимых путей, пройденных крошечным силуэтом планеты во время ее путешествия с одной стороны солнечного диска на другую.

Два года спустя французский астроном по имени Жером Лаланд применил эти измерения, а также результаты более раннего транзита, чтобы получить оценку в 153 миллиона километров (95 миллионов миль) между Землей и Солнцем, что лишь немного превышает принятую в настоящее время цифру в 149 600 000 километров.

Зонд New Horizons был использован для того, чтобы помочь астрономам измерить расстояние до астрономических объектов. (Пит Маренфельд, Национальная исследовательская лаборатория оптико-инфракрасной астрономии NSF/НАСА).

Для объектов за пределами нашей Солнечной системы расстояния между наблюдениями должны быть гораздо больше, чем диаметр одной планеты.

К счастью, орбита Земли обеспечивает такое расстояние, простираясь более чем на 300 миллионов километров (186 миллионов миль).

Космические аппараты также могут предоставить нам еще одну точку обзора, с помощью которой можно рассчитать расстояние. Именно это сделал зонд НАСА "Новые горизонты", который совершил пролет Плутона и продолжает исследовать внешнюю часть Солнечной системы.

Космическая обсерватория Gaia Европейского космического агентства сейчас специально занимается выполнением грандиозной задачи по регистрации положения около миллиарда астрономических объектов.

Двигаясь по орбите вокруг Солнца на расстоянии около 1,5 миллиона километров от Земли, Gaia обнаружит крошечные различия в видимом положении этих объектов с разных точек своего годового пути.

Применение углов параллакса к измерениям Gaia позволит получить приблизительные оценки объектов, удаленных на расстояние до 30 000 световых лет - расстояние между Землей и серединой Млечного Пути. Для более близких объектов измерения могут быть настолько точными, что будут составлять не более 0,001 процента от фактического расстояния.

Все статьи Explainer проверяются специалистами по проверке фактов на правильность и актуальность на момент публикации. Текст и изображения могут быть изменены, удалены или дополнены по решению редакции для поддержания актуальности информации.